AI 반도체의 다음 기판 — 왜 유기기판 대신 유리(Glass Substrate)를 쓰려 할까?

AI 반도체가 더 많은 칩과 HBM을 한 패키지에 넣으면서, 칩 아래의 기판이 단순한 받침대에서 성능을 결정하는 핵심 구조물로 바뀌고 있다. 유리기판은 기존 유기기판의 휨과 미세배선 한계를 줄이기 위한 차세대 선택지다.

이번 글은 “유리가 플라스틱보다 좋다”는 단순한 설명이 아니다. Intel은 왜 유리기판을 AI·HPC용 장기 패키징 플랫폼으로 보는지, Samsung Electro-Mechanics는 왜 2.5D·2.1D와 함께 실제 제품 포트폴리오에 넣었는지, Absolics와 SKC는 왜 고객인증·PoC·수율을 앞세우는지 비교한다.

이번 글은 이렇게 읽습니다

세 회사의 공식자료는 강조점이 다르다. Intel은 소재의 물성과 설계 확장성, Samsung Electro-Mechanics는 대형 AI·서버 기판의 제품화, SKC·Absolics는 상용화를 위한 검증과 생산 준비를 설명한다. 같은 기술을 서로 다른 단계에서 바라보는 셈이다.

유리기판의 핵심은 소재 교체가 아니라, 더 커지고 복잡해지는 AI 패키지를 안정적으로 확장할 수 있는 기반을 만드는 데 있다.

1단계 | 왜 지금 Glass Substrate인가?

AI 가속기 패키지에는 GPU나 전용 연산칩뿐 아니라 여러 HBM, I/O 다이, 칩렛과 고속 인터페이스가 함께 들어간다. 패키지가 넓어지고 배선이 촘촘해질수록 기판은 신호·전력·기계적 안정성을 동시에 만족해야 한다.

기존 유기기판은 오랫동안 대량생산과 비용 면에서 강점을 보여왔다. 하지만 서로 다른 재료를 여러 층 쌓은 대형 기판은 열을 받으면 팽창 정도의 차이 때문에 휘어질 수 있다. 기판의 미세한 변형은 범프와 비아의 정렬, 접합 신뢰성, 생산수율에 영향을 준다.

Intel은 2023년 유리기판이 유기소재보다 높은 열·기계적 안정성과 낮은 평탄도 편차, 더 높은 연결밀도를 제공할 가능성을 제시했다. Samsung Electro-Mechanics는 2026년 KPCA Show에서 2.5D·2.1D와 함께 Glass Substrate를 전시했다. SKC는 Absolics의 고객 신뢰성평가와 PoC, 수율 개선을 지원하고 있다. 기술의 관심사가 실험실에서 고객검증과 제조로 이동하고 있다는 의미다.

일상 비유로 먼저 이해하면

기존 유기기판은 여러 재료를 붙인 넓은 합판 위에 아주 가는 도로를 그리는 것과 비슷하다. 판이 커지고 온도가 변하면 약간 휘거나 치수가 달라질 수 있다. 그 위의 도로가 수십 마이크로미터 단위로 정렬돼야 한다면 작은 변형도 문제가 된다.

Glass Core는 더 단단하고 치수변화가 작은 바탕 위에 미세배선을 만드는 접근이다. 다만 유리는 깨질 수 있고, 가공·접착·금속화 방식도 유기기판과 다르다. 바탕이 평평하다는 장점이 곧바로 값싼 대량생산을 의미하지는 않는다.

2단계 | 세 회사의 공식자료는 무엇을 강조할까?

출처 A | Intel은 AI·HPC 패키징 플랫폼으로 본다

Intel은 유리기판을 단순한 코어 소재 변경이 아니라 차세대 첨단패키징 플랫폼으로 설명한다. 공식자료에서 반복되는 핵심은 평탄도, 열·기계적 안정성, 치수안정성과 높은 인터커넥트 밀도다.

Intel은 유리기판이 유기기판 대비 패턴 변형을 50% 줄이고, 연결밀도를 최대 10배 높일 가능성을 제시했다. 이 수치는 특정 Intel 개발조건과 장기 기술목표를 설명하는 회사 발표값이다. 모든 고객제품에 동일하게 적용되는 보장치가 아니며 실제 패키지의 크기·설계·공정조건을 함께 봐야 한다.

Intel Foundry의 연구 범위에는 고밀도 기판과 인터포저, 전력전달, 열관리와 멀티다이 제조성이 포함된다. 유리기판이 중요한 이유도 소재 하나보다 칩렛·전력·열·테스트를 함께 확장할 수 있는 플랫폼 가능성에 있다.

출처 B | Samsung Electro-Mechanics는 다음 제품으로 본다

Samsung Electro-Mechanics의 설명은 패키지기판 제조사업에 더 가깝다. 회사는 2026 KPCA Show에서 2.5D, 2.1D, Glass Substrate를 AI·서버용 차세대 기판기술로 함께 전시했다.

회사는 AI 반도체가 대형·고집적화되면서 강성, 치수안정성, 신호·전력·열 특성에 대한 요구가 커진다고 설명한다. Glass Core는 기판의 Warpage를 줄이고 층수를 낮추면서 신호특성과 전력효율을 확보할 가능성을 제공한다. 유리에 미세 연결통로를 형성하고 금속을 채우는 기술, 정밀 표면가공이 핵심 제조기술로 제시됐다.

2.5D·2.1D와 유리기판을 동시에 전시했다는 점도 중요하다. 유리기판이 기존 패키징을 한 번에 대체한다는 뜻이 아니라, 제품과 고객 요구에 맞춰 선택하거나 결합할 수 있는 새 옵션이라는 의미에 가깝다.

출처 C | Absolics는 고객인증과 수율을 말한다

Absolics는 유리기판을 중심으로 상업화를 추진하는 전문기업이다. SKC는 2026년 9월 Absolics에 대한 투자 확대를 발표하며 Embedding 제품의 신뢰성평가와 Non-embedding 제품의 PoC 준비, 수율·품질 개선을 주요 과제로 설명했다.

이 자료는 상용화의 현실을 보여준다. 기술 발표보다 고객 샘플의 신뢰성, 공급사 선정, 생산설비와 장비 업그레이드가 앞에 나온다. 연구실에서 좋은 물성을 보이는 것과 넓은 패널을 반복해서 같은 품질로 만드는 것은 다른 문제다.

3단계 | 세 자료의 공통점과 차이점

공통적으로 확인되는 방향

• AI·HPC 패키지는 더 넓어지고 더 많은 칩과 메모리를 통합하는 방향으로 간다.
• 패키지가 커질수록 기존 유기기판의 Warpage와 치수안정성이 중요해진다.
• 유리코어의 강성과 치수안정성은 대형·고밀도 패키지에 유리할 가능성을 만든다.
• 미세 비아와 배선은 Chip-to-Chip 연결밀도를 높일 수 있다.
• 상업화의 병목은 유리 자체보다 TGV·표면가공·금속화·수율·신뢰성이다.

Glass Substrate는 칩 아래의 정밀 연결판이다

반도체 칩은 메인보드에 바로 붙지 않는다. 패키지기판은 칩의 매우 미세한 연결점을 메인보드의 더 큰 연결점으로 확장하고, 전력과 데이터를 전달한다.

AI 패키지에서는 GPU와 여러 HBM, 칩렛과 I/O 다이를 함께 연결해야 한다. 따라서 기판은 받침대가 아니라 전기신호, 전력, 기계적 안정성을 동시에 책임지는 부품이다. Glass Substrate는 이 구조의 코어재료를 유기소재 대신 유리로 바꾸는 접근이다.

Warpage는 왜 대형 AI 패키지에서 커질까?

Warpage는 기판이나 패키지가 완전히 평평하지 않고 휘는 현상이다. 패키지는 열팽창계수가 다른 여러 재료로 구성된다. 제조와 동작과정에서 온도가 변하면 각 층이 서로 다르게 늘어나 기판이 휠 수 있다.

패키지가 작을 때 관리 가능한 변형도 면적이 커지면 접합과 정렬 문제로 이어질 수 있다. 유리는 일반적인 유기코어보다 치수안정성이 높아 변형을 줄이는 데 유리할 수 있다. 다만 접착층과 빌드업층을 포함한 전체 패키지 구조가 함께 최적화돼야 한다.

TGV는 유리판을 관통하는 미세 연결통로다

TGV는 Through-Glass Via의 약자다. 유리코어 위쪽과 아래쪽 배선을 연결하기 위해 유리에 미세한 구멍을 만들고 금속으로 채운다. 건물의 층을 잇는 엘리베이터 통로와 비슷하다.

구멍이 작고 촘촘할수록 연결밀도를 높일 수 있지만 제조난도도 커진다. 구멍 형상, 내벽 품질, 금속 충전의 빈틈, 유리 균열, 열 스트레스와 장기 신뢰성이 수율에 영향을 준다. TGV의 작은 숫자만 볼 것이 아니라 대량생산에서 불량률을 얼마나 낮추는지를 봐야 한다.

왜 유리기판은 미세배선에 유리할까?

미세한 회로를 반복해서 만들려면 바탕의 평탄도와 치수안정성이 중요하다. 유리는 표면이 비교적 평평하고 공정 중 치수변화를 줄일 가능성이 있어 층간 정렬과 미세배선 설계에 여유를 줄 수 있다.

하지만 유리는 유기소재와 다른 취성과 접착특성을 가진다. 대형 패널 취급, Edge Crack, 정밀 절단, 금속과 유리의 계면 신뢰성, 검사방식까지 새로 최적화해야 한다. 미세배선 가능성과 양산 가능한 미세배선은 구분해야 한다.

유리기판이 AI 칩의 냉각을 해결할까?

그렇게 단순하지 않다. 유리기판의 열적 안정성은 온도변화에서 치수와 구조를 안정적으로 유지하는 성질에 가깝다. GPU와 HBM의 열을 외부로 빼는 냉각기술과는 다른 문제다.

고성능 AI 패키지에는 Heat Spreader, TIM, 히트싱크와 액체냉각 등 별도 열관리 구조가 필요하다. 유리기판은 전력·신호경로와 패키지 변형을 개선할 수 있지만 “유리기판=발열 해결”로 해석하면 과장이다.

기존 2.5D·2.1D와 경쟁할까, 함께 쓰일까?

Glass Substrate가 등장해도 Silicon Interposer와 유기기판이 바로 사라지지는 않는다. 고객이 요구하는 연결밀도, 패키지 크기, 비용과 생산량에 따라 최적 구조가 다르다.

첨단 패키징은 GPU·HBM·기판을 함께 묶는 상위개념이고, 칩렛과 UCIe·Die-to-Die는 여러 다이의 분할과 연결을 다룬다. 유리기판은 이 구조를 떠받치는 선택지 가운데 하나다.

4단계 | 불마켓 운영자의 판단

불마켓이 유리기판을 선택한 이유는 새로운 소재이기 때문이 아니다. 전날 살펴본 BSPDN이 칩 내부에서 전기가 흐르는 길을 바꾼다면, Glass Substrate는 칩 밖에서 여러 칩과 HBM을 묶는 바닥을 바꾼다.

내 판단으로 유리기판은 기존 FCBGA를 단기간에 모두 대체하기보다, 패키지가 특히 크고 복잡한 AI·HPC 제품에서 먼저 경제성을 검증받을 가능성이 높다. 승부는 유리라는 소재보다 누가 TGV·미세배선·표면가공·수율과 고객인증을 먼저 안정화하느냐에 달려 있다.

판단 ① | 가장 중요한 장점은 대형 패키지 확장성이다

Warpage 감소는 중요한 장점이지만 최종 목적은 더 넓은 패키지에 더 많은 HBM과 칩렛을 안정적으로 배치하는 것이다. 유리가 대형화 과정의 정렬과 변형 여유를 넓힌다면 현재 제품을 조금 개선하는 데 그치지 않고 앞으로 만들 수 있는 패키지의 최대규모를 키울 수 있다.

판단 ② | 세 회사는 서로 다른 병목을 해결한다

Intel은 공정과 패키징을 통합해 기술 가능성을 검증한다. Samsung Electro-Mechanics는 기존 대형 패키지기판 제조경험을 제품화로 연결한다. Absolics는 유리기판 전문라인에서 고객인증과 양산수율을 증명해야 한다. “누가 1등인가”보다 어느 단계의 병목을 해결하는지가 중요하다.

판단 ③ | 2027~2030년에는 발표보다 출하가 중요하다

향후 몇 년은 고객 Qualification, PoC 이후의 실제 채택, 패널 수율과 원가가 기술의 사업성을 가를 가능성이 높다. 로드맵이 반복되는데 고객과 출하가 공개되지 않는다면 상용화 속도를 보수적으로 봐야 한다.

5단계 | 독자가 실제로 확인할 체크리스트

설계도구도 유리기판에 맞게 바뀌어야 한다

새 기판재료는 제조장비만의 문제가 아니다. 신호무결성, 전력무결성, 열·기계응력, 배치배선과 TGV 신뢰성을 함께 검증해야 한다. Synopsys 기업분석에서 살펴본 EDA와 IP 생태계가 첨단패키징 전환에서 중요한 이유다.

SUMMARY | 이번 글에서 얻어야 할 결론

• 유리기판은 AI·HPC 패키지의 대형화로 커지는 Warpage와 미세배선 문제를 줄이기 위한 차세대 기판기술이다.
• Intel은 AI·HPC용 첨단패키징 플랫폼, Samsung Electro-Mechanics는 차세대 제품 포트폴리오로 접근한다.
• Absolics는 고객 신뢰성평가·PoC·수율 개선을 진행하며 상용화를 준비한다.
• 유리의 강점은 높은 치수안정성과 미세 연결 가능성이고, 제조난제는 TGV·금속화·균열·수율·원가다.
• 유리기판은 기존 유기기판을 즉시 전부 대체하기보다 대형 AI·HPC 패키지에서 먼저 검증될 가능성이 높다.
• 독자는 기술전시보다 고객인증, 양산수율, 신뢰성, 원가와 실제 출하를 확인해야 한다.

불마켓의 시선

AI 반도체의 병목은 GPU 연산성능에서 HBM, 칩렛, Die-to-Die 연결과 전력전달로 넓어졌다. 이제 여러 칩을 묶는 바닥 자체도 성능의 일부가 되고 있다. 유리기판은 이 변화를 보여주는 기술이다.

다만 매력적인 물성과 사업성은 다르다. 고객이 요구하는 크기와 신뢰성을 맞추면서 대형 패널을 안정적으로 생산해야 기존 유기기판과 경쟁할 수 있다. 앞으로는 발표의 화려함보다 고객 인증을 통과했는지, 몇 장을 같은 품질로 만들 수 있는지, 원가가 낮아지는지를 보는 편이 더 정확하다.

참고자료

1. Intel — Glass Substrates for Advanced Packaging
2. Intel Foundry — Packaging & Test Research
3. Samsung Electro-Mechanics — KPCA Show 2026 Glass Substrate
4. SKC — Absolics 투자 및 고객 신뢰성평가·PoC
5. SKC — Absolics 추가 증자와 상용화 준비
6. Absolics — Glass Substrate Platform

최종 검토일 · 2026.10.14

이 글은 Intel·Samsung Electro-Mechanics·SKC·Absolics의 공개자료를 비교해 AI 반도체 유리기판의 기술원리와 상용화 확인기준을 설명하는 정보성 콘텐츠입니다. 특정 소재·부품회사나 종목의 매수·매도를 권유하지 않습니다.